РЕАЛИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Измерение параметров

Реализуемые в эксперименте значения параметров устанавливаются в результате измерения. Измерение осуществляется опытным путем с помощью специальных технических средств - измерительных приборов.

Информация о параметрах состояния объекта может быть получена в результате прямых и косвенных измерений.

Прямые измерения обеспечивают получение искомой физической величины непосредственно сравнением измеряемой величины с эталонной физической величиной.

Косвенные измерения позволяют получить искомую величину измерением какой-либо другой физической величины (механической, электрической, оптической и др.), связанной с искомой величиной физической закономерностью.

Измерительные приборы

Средством для выработки информации о значениях физической величины с надлежащей точностью в удобной для восприятия форме является измерительный прибор. Измерительный прибор состоит из первичного преобразователя, устройства согласования и устройств отображения и регистрации информации.

В процессе измерения происходит преобразование измеряемой физической величины в другую физическую величину, удобную для воспроизведения, передачи, хранения и обработки в системе управления. Преобразование осуществляется с помощью измерительных преобразователей (датчиков).

Измерительные преобразователи, преобразующие измеряемые физические величины в электрическое сопротивление, индуктивность и емкость, работают с дополнительным источником электроэнергии и называются параметрическими.

Измерительные преобразователи, преобразующие измеряемые физические величины в электродвижущую силу, работают без дополнительного источника электроэнергии и называются генераторными.

Ошибки измерений

Результаты всех измерений содержат систематические и случайные ошибки. Источниками этих ошибок являются:

1. Неспособность измерительного преобразователя правильно отражать измеряемую величину в результате изменения чувствительности.

2. Неспособность устройства передачи информации правильно отражать информацию с измерительного преобразователя вследствие нарушения балансировки и калибровки.

3. Неспособность средств регистрации информации и наблюдателя правильно реагировать на измеренную величину.

Систематические ошибки - ошибки, связанные с состоянием измерительного прибора. Измеренное значение У определяется измеряемой величиной Y, а также ошибкой балансировки a 0 и ошибкой калибровки
b 1

У = а + b Y .

Систематические ошибки устраняются при балансировке и калибровке измерительных приборов.

Случайные ошибки - ошибки, связанные с условиями эксплуатации измерительных приборов, вызывающими воздействие случайных возмущающих факторов.

Случайные ошибки учитываются при статистическом анализе данных измерений.

Если измеряемая величина равна Y, а полученные при многократных измерениях значения равны У , то измеряемая величина Y приблизительно равна среднему арифметическому измеренных значений У

Y У_О = (1 / n) У_i ,

а ошибка измерения (отклонение от среднего арифметического) равна

= У_i – У_O .

Функция распределения ошибок измерения имеет вид

,

где - дисперсия ошибок измерения D.

Функцию распределения ошибок измерения, которую называют нормальным распределением или распределением Гаусса, вывели на основе двух допущений:

1. Наиболее вероятным значением измеряемой величины является среднее арифметическое измеренных значений.

2. Положительные и отрицательные отклонения ошибок относительно среднего арифметического равновероятны.

3. Показателями точности измерительных приборов являются:

а) Средняя квадратическая ошибка (стандарт) , равная

,

представляющая собой отклонение от среднего, при котором в интервале находится 0,682 всех отклонений;

б) вероятная ошибка - такое отклонение от среднего, при котором в интервале находится 0,5 всех отклонений

= 0,675 .

7. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ
МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

В процессе обработки опытных данных устанавливаются значения параметров математической модели (коэффициентов и экспонентов), обеспечивающие наилучшее соответствие между моделью и оригиналом.